Reguliuojamojo drenažo poveikis dirvožemio vandens režimui ir biogeninių medžiagų išplovimui

Abstract

Tirti klausimai susiję su naujais gamtosaugos reikalavimais žemės ūkiui ir racionalesniu vandens išteklių naudojimu. Tyrimais siekiama nustatyti drenažo nuotėkio reguliavimo poveikį dirvožemio vandens režimui ir biogeninių medžiagų išplovimą drenomis. Tyrimai daryti 1999-2003m. Lietuvos vidurio lygumos centrinėje dalyje karbonatingame giliau glėjiškame priemolingame rudžemyje. Stebėta patvankos drenažo tinkle susidarymo ir slūgimo eiga, drenažo hidrologinis veikimas, dirvožemio vandens lygiai, drėgmė ir biogeninių medžiagų išplovimas. Pagrindinė drenažo nuotėkio reguliavimo taikymo sąlyga – lauko paviršiaus nuolydis ne didesnis kaip 1%. Nustatyta, kad norint papildyti dirvožemio drėgmės atsargas, drenažo nuotėkį pavasarį reikia pradėti reguliuoti kuo anksčiau, kai tik leidžia gamtinės ir ūkinės sąlygos. Vėliau reguliavimo efektas gerokai sumažėja, nes vegetacijos laikotarpiu dirvožemio drėgmę naudoja augalai, žemėja gruntinio vandens lygis, dėl to mažėja ir pagaliau visai išnyksta drenažo nuotėkis. Vasarą krituliai kaupiasi viršutiniuose dirvožemio sluoksniuose ir drenažo nuotėkio nesukelia. Kritulių įtaka buvo pastebėta, kai jų iškrito 25 mm. Drenažo tinkle susidariusios patvankos trukmė siekė 30-50 parų. Didžiausias patvankos poveikis dirvožemio drėgmei buvo priedrenio zonoje. Vandens lygio įtaka dirvožemio drėgmei buvo gana nemaža (r = 0,43-0,95). Plote, kuriame reguliuotas drenažo nuotėkis, hidromoduliai buvo 1,2-1,6 karto, o nuotėkis – 21-24 % mažesnis nei įprastai veikiančio drenažo. Sulaikant nuotėkį pavasarį, biogeninių medžiagų koncentracija nedaug skyrėsi nuo jų kiekio kontrolinės drenažo sistemos vandenyje, o patvankai susidarius pakartotinai didesnis jų kiekis buvo tvenkiamo drenažo vandenyje. Maistingųjų medžiagų koncentracija lyginamuose variantuose laikui bėgant buvo nenuosekli, didesnė NH4-N koncentracija buvo tvenkiamo drenaž

In this paper possibilities for the regulation of drainage runoff are analysed trying to make the most efficient use of water resources and to reduce pollution of the environment. The aim of the researches was to establish the efficiency of affluent applied in drainage systems, at the same time solving the problems of relief, soil properties and moisture regime regulation. The investigations were carried out in control and conventional drainage systems arranged in Endocalcari-Endohypogleyic Cambisols and Hapli-Epihypogleyic Luvisols in sandy-loam and loam soils in the Middle Lowland of Lithuania. On the basis of the data obtained within a 3-year study period it was determined that at the beginning of plant vegetation the retained runoff accumulates in drainpipes through which it penetrates into the soil and makes up a water irrigation fringe. Having dammed up the drainage in spring, water was retained there for the period of 30-50 days. Factors predetermining the water head include microrelief. At the beginning of spring the affluent is predetermined by the position of soil water level in between drains as well as by land use and climatic conditions. The damming process may start a month earlier in the areas where winter crops are grown to compare with the areas covered with summer crops. In spring, when the highest water level had abated down to a 70-cm depth, the drainage head made no influence on water level between two adjacent drains. Early long-term drainage head in spring resulted in a higher water level between drains. At the period of plant vegetation, having ponded the drainage during drought, water reserves of the soil increased by 16 mm on the average. Runoff modelling limits the leaching of nutrients by drains. The retained amounts of nutrients in 1 ha within a 6-9-month period were as follows: carbonates – 26 kg, bicarbonates – 160 kg, potassium – 0.5 kg, nitrate nitrogen and total nitrogen – 2.8-4.0 kg